Mezcla Eutectica

8/10/2019 Mezcla Eutectica

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Universidad Mayor de San Andrs

Facultad de Ingeniera QMC 206 L

MEZCLA EUTECTICA

1. OBJETIVO

Determinar en forma experimental la temperatura eutctica en una mezcla

compuesta por fenol y naftaleno, haciendo uso de algunos conceptos.

2. FUNDAMENTO TERICO

Si mezclamos dos sustancias en proporciones determinadas ycalentamos la mezcla hasta una temperatura alta, en la mayora de loscasos se forma un lquido completamente uniforme que representa lasolucin de un componente en otro.

Algunos sistemas dan dos capas lquidas de las solucionesmutuamente saturadas, y solo pocas se dan completamente inmiscibles.o dicho se refiere a las sustancias que no se descomponen hasta latemperatura de fusin. Si enfriamos tal solucin sta empieza a cristalizarsea cierta temperatura, puesto que la solubilidad de las sustancias, comoregla disminuye al descender la temperatura. !l car"cter y cantidad desustancias precipitando se condiciona por la naturaleza y las correlacionescuantitati#as de los componentes en la solucin al igual que en cualquierproceso de cristalizacin aqu se desprender" tambin el calor decristalizacin que influye en la #elocidad de enfriamiento de la solucin.

Si una solucin lquida de dos sustancias A y $ se enfran atemperaturas suficientemente ba%as, aparecer" un slido. !sta temperaturaes el punto de congelacin de la solucin y depende de la composicin, yse representa por la siguiente ecuacin&

=

OA

Af

ATTR

HX

11ln

.

'(.)*

donde &+A & raccin molar de la sustancia A

-f,A & !ntalpa de fusin de la sustancia Ao,A & emperatura de fusin de la sustancia A pura & emperatura de congelacin de A en la solucin/ & 0onstante uni#ersal de los gases

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UNIV. CHOQUE CONTRERAS EDSON ARIEL


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a ecuacin (.) relaciona la temperatura de congelacin de lasolucin con la fraccin molar de A, y en esta ecuacin se supone que elslido A puro est" en equilibrio con una solucin lquida ideal.

1n diagrama de la anterior ecuacin representa una cur#adecreciente a la cual se le denomina cur#a de congelacin de la sustancia

A, los puntos sobre la cur#a representan estados lquidos del sistema, lospuntos situados deba%o de la cur#a representan estados en los cualescoexiste el slido A puro con la solucin.

!sta cur#a no puede representar la situacin del sistema en todo elinter#alo de composicin. !n la medida en que la fraccin molar de lasustancia $ tienda hacia uno, es de esperar que precipite el slido $ porencima de las temperaturas indicadas por la cur#a en esta regin. Si lasolucin es ideal, la misma ley es #"lida para la sustancia $&

=

OB

Bf

BTTR

HX

11ln

.

'(.2*

!st" 3ltima ecuacin representa la cur#a de congelacin de la

sustancia $. as cur#as de congelacin de A y $ se interceptan a unatemperatura e, denominada temperatura eutctica y una composicin xedenominada composicin del eutctico.

Anlisis trmi!"

!l an"lisis trmico es un mtodo para determinar experimentalmentelas temperaturas de congelacin.

!ste mtodo consiste en calentar una mezcla de composicinconocida hasta una temperatura suficientemente alta para homogeneizar lasolucin. uego se enfra a una rapidez regulada.

Si ponemos en el e%e de ordenadas la temperatura y el tiempo en ele%e de abcisas se obtienen las cur#as que ilustran el proceso deenfriamiento para #arias composiciones de un sistema A4$, lo cualpodemos #isualizar en el siguiente gr"fico&

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e

iempo

Fi#$r% &.1

as formas de estas cur#as ser"n en sumo grado caractersticastanto para las sustancias puras como para sus mezclas de distintasconcentraciones.

0uando se enfra una mezcla fundida compuesta de A y $ al principiola temperatura descender" regularmente hasta alcanzar el punto de fusinde la solucin en la que el lquido se satura con A, la cristalizacin de Apro#oca una disminucin de la #elocidad de enfriamiento, a su #ez laconcentracin de $ en la solucin #a aumentando y el punto de congelacinno permanece constante, sino que desciende. 0on el tiempo la solucin sesatura con respecto a $ y se forma cristales de A y $, la temperaturapermanece constante, este es el punto eutctico.

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A +e $

Durante el proceso de cristalizacin, en funcin de la composicin dela mezcla pueden precipitarse dos componentes slidos puros o lassoluciones slidas. as cur#as que expresan la #ariacin de temperatura decristalizacin y de fusin con la composicin de un sistema dado se conoce

como diagramas de fusin.

'. MATERIALE(

5 ermmetros de 6)7 a ))7 80

5 9asos de precipitado de :77 ml

; ubos de ensayo con tapones

5 -ornillas elctricas

!sp"tula

9idrio relo%

5


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). *ROCEDIMIENTO

). en peso de naftaleno, el restoser" fenol, de modo que el total pese )7 gramos.

2. Se toma la primera muestra, se la coloca en #aso de precipitado, luegose calienta hasta que se funda, entonces se de%a enfriar

5. lentamente, anotar la temperatura de la masa fundida cada 57segundos, en un momento se obser#a que comienza a precipitarcristales, ba%ando la temperatura m"s lentamente, para luegopermanecer constante hasta llegar a la solidificacin completa? este esel punto eutctico. !l enfriamiento a partir de este punto debe continuar,tratando de llegar hasta la temperatura m"s ba%a posible.

/ealizar el procedimiento descrito con todas y cada una de las muestra.

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en peso denaftaleno en fenol en un tubo de ensayo

undir la mezcla en ba@o ara y calentar;8 m"s respecto de esta temperatura.

De%ar enfriar el tubo al ambiente, anotandola del sistema cada 57 segundos.

Anotar la a la cual precipita el primercristal.

Sumergir el tubo en agua fra y anotar la cada );segundos, cuando la se mantenga constante,

anotar e

Seguir enfriando hasta alcanzar la ambiente.


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+. DATO( OBTENIDO(

)7 > naftaleno B7> fenol

t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

T(C) 66 65 64 63 62 61 59 57 56 53 52 50

t (s) 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480

T(C) 43 39 36 35 34 33 33 33 32 32 32 32

t (s) 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720

T(C) 32 31 31 30 30 30 30 29 29 28 28 28

T (s) 740 760 780 800 820

T(C) 27 27 27 26 26

27> de naftaleno C7> de fenol

t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

T(C) 52 51 50 49 46 44 43 42 41 40 39 38.5

t (s) 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480

T(C) 37.5 37 36 35.5 35 34 33.5 33 32.7 32 31.5 31

t (s) 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720

T(C) 30.5 30 29.7 29 28.7 28 28 28 27.5 27 27 27

T (s) 740 760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 960

T(C) 27 26.5 26 26 26 26 26 26 26 25.5 25 25

T (s) 980 1000 1020 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200

T(C) 25 25 24 23.5 23 23 23 22 22 22 22

57> de naftaleno (7> de fenol

t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

T(C) 70 68 65 62 59 46 40 38 36 36 36 34

t (s) 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440

T(C) 30 28 26 26 26 26 24 23 23 22

;7> de naftaleno ;7> de fenol

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t (s) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

T(C) 69 69 67 66 63 62 60 57 55 55 55 53

t (s) 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480

T(C) 53 51 48 45 42 39 37 34 32 30 28 26

t (s) 500 520 540 560

T(C) 26 25 25 23

,. C-LCULO( /R-FICA(

1. /r%0i$ tm3r%t$r% 4s. tim3!

=aftaleno y B7> enol&

/r0i! tim3! 4s. Tm3r%t$r%

7

)7

27

57

:7

;7

7

(7

7 277 :77 77 C77 )777

t 5s6

T

57C6

=aftaleno y C7> enol

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7

)7

27

57

:7

;7

D7

7 277 :77 D77 C77 )777 )277 ):77

T57C6

t 5s6

/r0i! ti2m3! 4s. T2m32r%t$r%

=aftaleno y (7> enol&

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7

)7

27

57

:7

;7

D7

(7

C7

7 )77 277 577 :77 ;77

T57C6

t 5s6

/r0i! ti2m3! 4s. T2m32r%t$r%

=aftaleno y ;7> enol&

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/r0i! ti2m3! 4s. T2m32r%t$r%

7

)7

27

57

:7

;7

D7

(7

C7

7 )77 277 577 :77 ;77 D77

t 5s6

T

57C6

2. Dtrmin l!s 3$nt!s 8 !n#l%i9n : l% tm3r%t$r% $tti%.

Para el fenol:


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J C7> de fenol y 27> de naftalenoe E 5 80

J (7> de fenol y 57> de naftaleno

e E :7 80

J ;7> de fenol y ;7> de naftalenoe E 2 80


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e E 5)78L

'. R3rsnt%r l 8i%#r%m% tm3r%t$r% = !m3!sii9n> n 3!rnt%?n 3s!.

/r0i! t2m32r%t$r% 4s. !m3!sii9n

7

)7

27

57

:7

;7

D7

(7

C7

B7

7 27 :7 D7 C7 )77

!m3!sii9n 5@ 32s!6

T

57C6

). In8i$ l si#ni0i%8! 8 l%s r%s> ln%s : 3$nt!s 8 intr%i9nn l 8i%#r%m% 8 0%ss.

!l significado de las "reas&

K $

es la existencia de dos fases lquido slido, donde la mayor parte es denaftaleno.

KA

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es la existencia de dos fases lquido slido, donde la mayor parte es defenol.

A K $

es la existencia de dos fases slido slido

!s la existencia de una sola fase lquida.

ln%s : n l3$nt! $tti!.

Si&9 E 0 4 K 2


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!n la lnea a4b&9 E )4)K)

V 1

!n la lnea b4o$&9 E )42K)

V

&. CONCLU(IONE(

Despus de realizar este laboratorio podemos decir que cumplimos connuestro ob%eti#o, puesto que pudimos determinar la temperatura eutcticade cada una de las mezclas de fenol y naftaleno que preparamos, y de estamanera tambin pudimos obtener nuestro gr"fico composicin #s.temperatura, aunque contiene algunos errores, puesto que no es igual al

gr"fico terico, pero difiere muy poco debido a errores fortuitos? tambindebemos aclarar que no realizamos los c"lculos para la mezcla de (7> denaftaleno y 57> de fenol, esto debido a un error in#oluntario en ellaboratorio, pues preparamos la mezcla pero la botamos antes de realizar elexperimento con ella.

. BIBLIO/RAFA

0astellan, fisicoqumicaAtMins, fisicoqumica

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